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研究生： 許家齊
Hsu, Chia Chi
論文名稱： 利用原子層沉積法成長二氧化鈦電洞阻擋層之獨立讀取有機光偵測器陣列
Individually Addressable Bulk-Heterojunction photodetector arrays with Atomic Layer Deposition Prepared TiO2 as Hole-blocking Layer
指導教授： 洪勝富
口試委員: 孟心飛
冉曉雯
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 電機資訊學院 - 光電工程研究所
Institute of Photonics Technologies
論文出版年： 2012
畢業學年度： 100
語文別： 中文
論文頁數： 62
中文關鍵詞： 有機光偵測陣列 、反式結構 、原子層沉積 、TiO2 、電洞阻擋層
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    • 光偵測器在日常生活中已被廣泛應用。例如:數位照相機，錄影機，夜視鏡乃至於感測器，不僅可偵測距離,影像更進一步的在生醫方面也很多的應用與貢獻。此外，有機光偵測陣列因其能夠製作在3D介面上以及大面積化而深具發展潛力。本研究採用反結構(ITO/TiO2/P3HT:PCBM/PEDOT:PSS/Ag)製作塊材異質接面光偵測器陣列。元件中選用以ALD成長的TiO2緻密薄膜作為電洞阻擋層，結果顯示TiO2薄膜能夠在正偏與負偏壓下有效抑制載子注入。由於目前的光偵測陣需要搭配SELECT device來驅動控制，在本研究我們利用此元件的IV特性，成功製作出有機光偵測器陣列，並使用簡單的方法來分別驅動陣列中的各光偵測器，來取代SELECT device的使用。

    摘要 I Abstract II 致謝 IV 目錄 VI 圖表目錄 VIII 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.1.1 前言 1 1.1.2 光偵測器之簡介 2 1.2 研究動機 6 1.2.1 有機光偵測器優勢 6 1.2.2 獨立讀取之有機光偵測陣列 7 1.2.3 反結構元件優勢 8 1.2.4 二氧化鈦作為電子傳輸層之優勢 10 1.2.5 原子層沉積製程之優勢 11 1.3 論文架構 14 第二章 實驗原理及材料介紹 15 2.1 光偵測器理論背景 15 2.1.1 光偵測器原理及相關參數 15 2.1.2 太陽能電池原理及相關參數 18 2.2 有機共軛高分子介紹 26 2.2.1 共軛高分子材料 26 2.2.2 主動層(active layer)材料 27 2.2.3 電子傳輸層材料 30 2.2.4 電洞傳輸層材料 30 2.3 有機太陽能電池元件結構 31 2.3.1 能帶理論 31 2.3.2 本論文研究之元件結構及能帶圖 32 第三章 實驗方法及流程 33 3.1 實驗流程 33 3.2 ITO玻璃基板圖樣化 33 3.2.1 玻璃基板切割清洗 33 3.2.2 乾式光阻黏貼 34 3.2.3 曝光 34 3.2.4 顯影 35 3.2.5 蝕刻 35 3.3 圖樣化ITO玻璃基板清潔 36 3.4 元件高分子成膜 37 3.4.1 電子傳輸層成膜 37 3.4.2 主動層(P3HT:PCBM)成膜 38 3.4.3 電洞傳輸層成膜 39 3.5 電極蒸鍍 40 3.6 封裝 41 3.7 量測 42 第四章 實驗結果及討論 44 4.1 元件J-V圖特性 45 4.1.1 不同TiO2厚度元件的特性比較 46 4.1.2 元件在負偏壓下J-V圖討論 48 4.1.3 元件在正偏壓下J-V圖討論 50 4.1.4 元件J-V圖中轉折點的探討 52 4.2 有機光偵測器陣列 53 4.2.1 光偵測器陣列獨立讀取方法之介紹 53 4.2.2 光偵測器陣列中各元件特性比較 55 4.2.3 光偵測器陣列獨立讀取之量測設計 57 4.2.4 光偵測器陣列獨立讀取之量測結果 58 第五章 實驗總結及未來發展 60 參考文獻 61

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